Energie- und Ressourceneffizienz - wo kommen wir her, wo müssen wir hin? - Dr. Martin Pehnt
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Energie- und Ressourceneffizienz – wo kommen wir her, wo müssen wir hin? Dr. Martin Pehnt
Energieeffizienz und Ressourceneffizienz ….
Energieeffizienz Ressourceneffizienz
Nutzen Nutzen
Energieeinsatz Einsatz natürlicher Ressourcen
In Deutschland vor allem: Rohstoffeffizienz
2 Dr. Martin Pehnt 23.06.2020
RESCUE – Resource-Efficient Pathways towards Greenhouse-Gas-Neutrality
Globale Herausforderung – Rohstoffentnahme
Weitere natürliche Ressourcen: Fläche, Biodiversität, Umweltmedien
Ressourceneffizienz umfasst
auch Energieeffizienz –
darüber hinaus aber eine
Nichtmetallische Reihe anderer
Mineralien natürlicher Ressourcen.
Zentrale Treiber der
Rohstoffentnahme:
Metallerze • Bevölkerungsentwicklung
Fossile • Pro-Kopf-Konsum
Energieträger • Wachstum
• Siedlung und
Biomasse Infrastruktur
• Verhalten, Ernährung
• Reboundeffekte
Source: Krausmann et al. (2018). From resource extraction to outflows of wastes and emissions: The socioeconomic metabolism of the global economy, 1900-2015. Download at:
https://boku.ac.at/fileadmin/data/H03000/H73000/H73700/Data_Download/Data/Online_data_Krausmann_et_al_2018.xlsx
3 Dr. Martin Pehnt 23.06.2020
Entwicklung Rohstoffverbrauch in Deutschland
Gründe in Deutschland für leicht rückläufige
Raw Material Consumption:
- Fertigstellung des Aufbau Ost um die
Jahrtausendwende
- Innovative(re) Unternehmen, im
europäischen Vergleich leicht
überdurchschnittlicher
Materialeffizienzanstieg von
(strukturbereinigt) rd. 1% p.a. (EU-28: 0,9%
p.a.)
- Energiewende
RMC (Raw Material Consumption):
Inländische Rohstoffentnahme und den Importen abzüglich der
Rohstoffe, die für die Herstellung exportierter Güter verwendet
werden.
4 UBA 2019/RESCUE basierend auf Statist. Bundesamt 2018, UBA 2019, UNEP 2019 Dr. Martin Pehnt 23.06.2020
Energieeffizienz und Ressourceneffizienz ….
…. vielfach im Einklang: Graue Energie
2.705 PJ
Der Begriff „Graue Energie“
bezeichnet den
Energieverbrauch, der
bei der Herstellung,
2.651 PJ Lagerung, Transport,
Endenergie
Verarbeitung und
Entsorgung von
Produkten entsteht.
Auch: „embodied energy“.
8.996 PJ
2.291 PJ
1.350 PJ
Materialeffizienz ist auch Energieeffizienz!
5 Darstellung: M. Schmidt 2016; Zahlen aktualisiert auf 2018 Dr. Martin Pehnt 23.06.2020
Beispiele für Gleichlauf von Material- und Energieeffizienz
Abbildung bildrechtlich Abbildung bildrechtlich
geschützt geschützt
Reststoffe aus Metallbearbeitung Ausschuss beim Gießen von
vermeiden Kunststofffolien 10-30%
6 Beispiele: Schmidt 2018 Dr. Martin Pehnt 23.06.2020
„Graue Energie“ von Produkten:
Länger nutzen oder vorzeitiger Ersatz?
„Graue Energie“ in Produkten sehr
unterschiedlich, je nach
Produktkategorie. Besonders
hoch bei stark von Elektronik
geprägten Produkten.
Die Ökodesign-Richtlinie greift
daher zunehmend
Kreislaufthemen auf: Bsp.
Entnehmbarkeit von
Komponenten, Modularität,
Lebensdauer,
Defaulteinstellungen,
Ökobilanz-Anforderungen,
stoffl. Einsatz, z.B.
Sortenreinheit.
7 Quelle: Öko-Institut 2019. Foto aus UBA 2019 Dr. Martin Pehnt 23.06.2020
Beispiel: Langlebigkeit und „Reparierbarkeit“ von Produkten
Ab 2021 erhalten VerbraucherInnen in
Frankreich beim Kauf eines Elektro- oder
Elektronikgeräts über einen Reparatur-Index
Auskunft darüber, wie einfach das Produkt sich
im Schadensfall reparieren lässt.
Kriterien:
• Zugang zu Informationen
• Einfache Demontage
• Zugang zu Ersatzteilen
• Preis der Ersatzteile
• Produktspezifische Eigenschaften
8 Quelle: https://runder-tisch-reparatur.de/wp-content/uploads/2020/04/RTR-Factsheet-Reparaturindex-April-2020.pdf Dr. Martin Pehnt 23.06.2020
Graue Energie von Gebäuden*
100 Anteile an grauer Energie
Neubau Bestand
90
EnEV/Hocheffizient vor Sanierung /nach Sanierung
80
70
60 Betrieb Gebäude Beton
50 Tiefbau,
Herstellung und Rohbau,
40
Entsorgung Gebäude TGA usw.
30
20
Stahl
10
Dämmung
0
Bsp. MFH EH 55 (UBA 2019)
9 * Analog für THG-Emissionen. Schematische Darstellung Dr. Martin Pehnt 23.06.2020
Substitution von Baustoffen 10 Quelle: Weber Brunner Architekten Dr. Martin Pehnt 23.06.2020
Graue Energie: Achtung!
Auch das Materialsystem wird transformiert.
Vier Strategien müssen
Stahl heute…. ….2050 Zement heute… ….. 2050 Hand in Hand gehen:
56 20
Mio. Mio. RESCUE: • Materialeinsatz reduzieren
RESCUE:
t
0…0,2 Mio. t
t 5…14 Mio. t • Materialien geeignet
THG THG ohne CCS
substituieren,
Materialinnovationen
• Materialien im Kreislauf
führen
• Materialherstellung
• Zunahme Elektrostahl ( Schrott) • Steigerung Energieeffizienz dekarbonisieren
• Direktreduktion mit H2, Ersatz der • Abwärmenutzung
Hochofenroute • Substitution fossiler Energieträger Der Umbau der Basisindustrien
• Steigerung Energieeffizienz • Sekundäre Rohstoffe in Klinkerproduktion wird zu einer zentralen
• Reduktion Zementklinkeranteil
Herausforderung, für die wir
• Alternative Bindemittel
Elektrifizierung noch zu wenig Instrumente
• Reduktion Zementanteil im Beton
wichtiger Metatrend! • Carbon Capture …. haben!
11 Dr. Martin Pehnt 23.06.2020Graue Energie von Gebäuden*
100 „Graue Energie“ ist im
Neubau Bestand Neubau ein wichtiges
90
EnEV/Hocheffizient vor Sanierung /nach Sanierung zusätzliches Kriterium.
80 Auch ambitionierte
70 Standards inkl. EH 40
Betrieb Gebäude schneiden in der
60
Gesamtökobilanz
50 gut/optimal ab.
Herstellung und Als Argument gegen
40
Entsorgung Gebäude Sanierungen (Dämmung
30
sei „Rohöl an der Wand“)
20 ist graue Energie oft ein
10 vorgeschobenes
Argument.
0
12 * Analog für THG-Emissionen. Schematische Darstellung Dr. Martin Pehnt 23.06.2020Beyond Graue Energie
Beispiel Ressourcenschonender bzw. Recycling-Beton (R-Beton)
Einsatz von Gesteinskörnungen aus
Aufbereitung von Altbeton,
Mauerwerk oder Gleisschotter
• Bis zu 45% weniger primäre
Rohstoffe
• Rohstoffversorgung aus der
Nahdistanz
Beton R-Beton
THG Primäre THG Primäre
Rohstoffe Rohstoffe
13 Links: Süddeutsche Zeitung Rechts: R-Beton Treppenhaus im ifeu Dr. Martin Pehnt 23.06.2020Beyond Graue Energie Flächensparendes Bauen als Beitrag zu Ressourcenschonung und Energieeffizienz Abbildung bildrechtlich geschützt 14 Links: Koskisen. Rechts: Lichtblau Architekten Dr. Martin Pehnt 23.06.2020
Energieeffizienz und Ressourceneffizienz ….
…. auch nicht immer im Gleichlauf!
RESCUE-Szenarien untersuchen zeitgleiche Erreichung von
Klimaschutz und Ressourceneffizienz mit
unterschiedlichen Strategien.
Übergang zur erneuerbarer und effizienter Gesellschaft
kann für einzelne Rohstoffe mit zeitweisem
Mehrverbrauch einhergehen.
Beispiele:
Lithium (Batterien, …)
Cobald (Batterien, Legierungen)
Neodym (Motoren)
Silber, Indium (PV)
Langfristig wird aber ein „anthropogenes Lager“ aufgebaut,
das im Kreislauf betrieben werden kann (für Recycling
verfügbares Materiallager, im Gegensatz zu verlorenen
Rohstoffen durch Verbrennung, Dissipation, etc.).
15 Dr. Martin Pehnt 23.06.2020Die gute Nachricht: Klimaschutz- und Effizienzszenarien erreichen
ebenfalls gute Rohstoffeinsparungen. Die sechs Rescue-Szenarien
Berechnung mit ifeu-Modell URMOD
Bis zu minus 70 % Raw Material
Consumption sind möglich mit
- Energieeffizienz
- Materialeffizienz
- Verhaltens-/Konsumänderungen
(Wohnfläche, Flächeninanspruchnahme,
…)
- Erneuerbare Energien
Verhaltensänderung
wichtiger Metatrend!
16 Quelle: UBA 2020 nach ifeu 2020 Dr. Martin Pehnt 23.06.2020Energieeffizienz und
Ressourceneffizienz
⊂ Teilmenge
Energieressourcen
Parallelität
R-Beton
Energieeffizienz Beförderer: Ressourceneffizienz
Effizienz spart Kraftwerke spart Indium und Kupfer
Profiteur:
Weniger Materialverluste sparen graue Energie
Widerspruch/Gegenläufigkeit:
Smart Meter sparen Energie und verbrauchen Metalle
Recycling einiger mineralischer Rohstoffe
CO2-Abtrennung
17 Dr. Martin Pehnt 23.06.2020Sie können auch lesen
